دستاورد دانشمندان با استفاده از مکانیک کوانتومی: تماشا اجسام بدون نگاه کردن به آن ها - وبلاگ هیچکس

به گزارش وبلاگ هیچکس، انسان ها دنیا اطراف خود را به این علت می بینند که نور به وسیله سلول های تخصصی شبکیه چشم جذب می گردد. اما آیا تماشا محیط اطراف ما می تواند بدون هیچ گونه جذبی و حتی بدون یک ذره نور اتفاق بیفتد؟ دانشمندان اکنون با یاری تکنیک های کوانتوم به پیشرفت جدیدی دست یافته اند که این موضوع را عملی می نماید.

در مطالعه ای که ارتباط بین دنیای کوانتومی و کلاسیک را آنالیز می نماید، دانشمندان دانشگاه آلتو، راهی نو و بسیار مؤثرتر برای انجام آزمایش های بدون تعامل کشف نموده اند. این تیم از دستگاه های ترانسمون که رفتارهای کو انتومی را نشان می دهد، برای تشخیص وجود پالس های مایکروویو فراوری شده به وسیله ابزارهای کلاسیک استفاده نموده اند. هدف اصلی تحقیق آن ها که در مجله Nature Communications منتشر شده، تماشا محیط اطراف بدون نگاه کردن به آن است!

محققان شرح می دهند:

مجبور بودیم تا این مفهوم را با ابزارهای آزمایشی مختلف موجود برای دستگاه های ابررسان تطبیق دهیم. به همین علت، ما مجبور شدیم پروتکل استاندارد بدون تعامل را به روشی مهم تغییر دهیم: با استفاده از سطح انرژی بالاتر ارنسمون، لایه دیگری از کوانتوم را اضافه کردیم. سپس از انسجام کوانتومی سیستم سه سطحی به عنوان یک منبع استفاده کردیم.

انسجام کوانتومی به این امکان اشاره دارد که یک جسم می تواند هم زمان دو حالت مختلف را به خود اختصاص دهد. با این حال، انسجام کو انتومی ظریف است و به راحتی فرو می ریزد؛ بنابراین تعیین نبود که پروتکل نو کار می نماید یا خیر.

بنابراین تیم محققان اولین آزمایش های خود را انجام دادند که نتایج به دست آمده از آن ها تأثیرگذاری این روش را نشان می داد:

ما بعلاوه نشان دادیم که حتی پالس های مایکروویو بسیار کم توان را می توان با استفاده از پروتکل ما به طور مؤثر تشخیص داد.

آزمایش آن ها بعلاوه روش نوی را نشان داد که در آن دستگاه های کوانتو می می توانند به نتایجی دست پیدا نمایند که دستیابی به آن ها برای دستگاه های کلاسیک غیرممکن است؛ چیزی که به عنوان مزیت کوانتومی از آن یاد می گردد. هرچند محققان عموماً باور دارند که دستیابی به مزیت کوانتومی به رایانه های کوا نتومی با کیوبیت های زیاد احتیاج دارد، اما در این آزمایش، مزیت کوانتومی با استفاده از سیستم نسبتاً ساده تری نشان داده شد.

ارزیابی های بدون تعامل مبتنی بر روش های قدیمی تر کمتر، در بعضی فرایندهای تخصصی مانند تصویربرداری نوری، تشخیص نویز و توزیع کلید رمزنگاری کاربرد پیدا نموده اند. روش نو و بهبود یافته می تواند کارایی این فرایندها را به طور چشمگیری افزایش دهد.